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Tipo: Tese
Título: Aplicação da tecnologia eletrocoagulação operada por corrente direta pulsada no pré-tratamento de águas eutrofiizadas do sertão central cearense
Título em inglês: Application of electrocoagulation technology operated by pulsed direct current in the pre-treatment of eutrophied waters in the central backlands of Ceará
Autor(es): Cavalcante, Reinaldo Fontes
Orientador: Nascimento, Ronaldo Ferreira do
Coorientador: Farias, Eliezer Abdala
Silva, Glória Maria Marinho
Palavras-chave: Custo - Benefício;Manancial;Reator eletrolítico
Data do documento: 2020
Citação: CAVALCANTE , Reinaldo Fontes. Aplicação da tecnologia eletrocoagulação operada por corrente direta pulsada no pré-tratamento de águas eutrofiizadas do sertão central cearense. 2020. 142f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia , Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental , Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Fortaleza (CE), 2020.
Resumo: A busca pelo aumento da oferta hídrica se constitui um dos principais de safios da humanidade neste início de século XXI, e neste processo o aperfeiçoamento de novas tecnologias que visem contribuir para uma maior versatilidade de tratamento agregadas a um baixo custo se constitui como elemento estratégico vital para regiões com histórico de limitações quantitativas e qualitativa de seus mananciais, como é o caso do sertão central Cearense. Desta forma o presente trabalho tem o objetivo de estudar o desempenho da tecnologia de eletrocoagulação, floculação, flotação em múltiplas configurações no pré tratamento de águas eutrofizadas no Sertão Central Cearense. Para tanto se realizou o monitoramento e operação de um reator eletrolítico alimentado com águas do reservatório Pedras Brancas em Quixadá, Ceará. Utilizou-se um reator dividido em duas partes: Uma parte vertical de 4,7 Litros e uma parte Horizontal de 5,6 Litros. A operação ocorreu com as configurações utilizando eletrodos de Alumínio com Ligação Bipolar Paralela e Paralela, com e sem o incremento de agitação de 300 rpm e eletrodos de Aço 316L com ligação Bipolar Paralela e Paralela com e sem o incremento de agitação de 300 rpm. Monitoramento ocorreu junto as variáveis de Potabilidade Turbidez, Cor, Dureza, pH, Coliformes Totais e Amônia de acordo com a Resolução Consolidada n 5/2017.O custo do tratamento e sua comparação com o tratamento convencional aplicado as águas do mesmo manancial foram observadas de acordo com a portaria ARCE Nº 245/2018. Verificou-se significativos valores de remoção de turbidez e coliformes totais em todas as configurações e períodos analisados, embora ainda em desacordo com a Legislação de Potabilidade, mas de forma a diminuir a intensidade e exigências no tratamento dado a estas águas nas etapas de filtração e desinfecção. Verificou-se também expressivos valores de remoção de Amônia, Dureza e Cor, esta somente para os eletrodos de alumínio com atendimento da legislação de Potabilidade já nesta etapa de pré tratamento. Não se verificou diferenças significativas nas eficiências de tratamento entre as configurações que utilizavam eletrodos de Aço 316L e Alumínio em suas configurações correspondentes, exceto para a variável cor. Percebeu-se na configuração do reator eletrolítico que utilizava eletrodos e alumínio e ligação Bipolar Paralela significativos valores de remoção das variáveis monitoradas e o menor custo frente as modalidades estudadas na pesquisa. Foi possível observar que o incremento da agitação nas configurações, estudadas, não proporcionaram diferenças significativas no tratamento dado a suas modalidades correspondentes sem a agitação, com um incremento no consumo de energia da ordem de 2 a 9%. Estes resultados contribuem para uma maior difusão da tecnologia da eletrocoagulação no sentido de uma alternativa de baixo custo para regiões áridas e semiáridas que possuem limitações quanto ao uso da tecnologia de tratamento de águas convencional.
Abstract: The search for an increase in water supply is one of the main challenges facing humanity in the beginning of the 21st century, and in this process the improvement of new technologies that aim to contribute to greater versatility of treatment at low cost is a vital strategic element. for regions with a history of quantitative and qualitative limitations of their springs, such as the central backlands of Ceará. Thus, the present work aims to study the performance of electrocoagulation, flocculation, flotation technology in multiple configurations in the pre-treatment of eutrophic waters in the Central Cearense Sertão. To this end, the monitoring and operation of an electrolytic reactor fed with water from the Pedras Brancas reservoir in Quixadá, Ceará, was carried out. A reactor divided into two parts was used: a vertical part of 4.7 liters and a horizontal part of 5.6 liters. The operation took place with the configurations using Aluminum electrodes with Parallel and Parallel Bipolar Connection, with and without the 300 rpm stirring increment and 316L Steel electrodes with Parallel and Parallel Bipolar connection with and without the 300 rpm stirring increment. Monitoring occurred with the variables of Potability Turbidity, Color, Hardness, pH, Total Coliforms and Ammonia according to Consolidated Resolution No. 5 / 2017.The treatment cost and its comparison with the conventional treatment applied to the waters of the same source were observed according to ARCE Ordinance No. 245/2018. There were significant values ​​of removal of turbidity and total coliforms in all configurations and periods analyzed, although still in disagreement with the Potability Legislation, but in order to reduce the intensity and requirements in the treatment given to these waters in the stages of filtration and disinfection. There were also significant values ​​of removal of Ammonia, Hardness and Color, this only for aluminum electrodes with compliance with the Potability legislation already in this pre-treatment stage. There were no significant differences in treatment efficiencies between configurations that used 316L Steel and Aluminum electrodes in their corresponding configurations, except for the color variable. It was noticed in the configuration of the electrolytic reactor that used electrodes and aluminum and Bipolar Parallel connection significant values ​​of removal of the monitored variables and the lowest cost compared to the modalities studied in the research. It was possible to observe that the increase in agitation in the studied configurations did not provide significant differences in the treatment given to their corresponding modalities without agitation, with an increase in energy consumption of the order of 2 to 9%. These results contribute to a greater diffusion of electrocoagulation technology in the sense of a low cost alternative for arid and semi-arid regions that have limitations regarding the use of conventional water treatment technology.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56341
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